微机计算机原理与运用
53页1、微型计算机原理与应用微型计算机原理与应用第一章第一章 微型计算机微型计算机的基础知识的基础知识【主要内容】n1 1计算机运算基础计算机运算基础 q进位计数制特点(二、八、十六进制);q无符号数和带符号数的表示方法;q机器数和真值;q定点数和浮点数;n2.2.编码编码(BCDBCD码、码、ASCIIASCII码)码)n3 3微处理器的发展微处理器的发展 2【学习目标】1 1掌握常用进位计数制及其相互转换;掌握常用进位计数制及其相互转换;2 2掌握数的原码、反码、补码表示法,并掌握数的原码、反码、补码表示法,并熟练掌握补码加减运算;熟练掌握补码加减运算;3 3掌握掌握BCDBCD码、码、ASCIIASCII码;码;4 4理解数的定点和浮点表示;理解数的定点和浮点表示;3【重点】n1 1计算机中的数制及其编码计算机中的数制及其编码n2 2溢出的判断;溢出的判断;4【难点】n1 1有符号数和无符号数溢出判断有符号数和无符号数溢出判断n2 2溢出和进位的区别;溢出和进位的区别;n3 3机器数和真值。机器数和真值。5【知识点】n1.2 原码、补码、反码及其相应的运算法则n1.3 数的定点和浮点表示
2、n1.4 十进制数的二进制编码及ASCII码n1.1 数和数制n1.5 微处理器的发展61.1.1 数据存储方式数据存储方式l计算机内的信息均以二进制数表示,存储在内存中。l一般以字节Byte为单位存储,每个字节占据一个内存地址,因此存储容量与地址总线的多少有关。l字:两个相邻字节组成的16位二进制数;l双字:四个相邻字节组成的16位二进制数。l多字节数据的存储:高位字节存储在地址号高的单元,低位字节存储在地址号低的单元中。且低位的地址号为该数据的地址。1234的存储M+2M+1MM-112341A2BCD3F的存储M+3M+2M+1M3FCD2B1A1.1 数和数制71.1.2 1.1.2 数的进位制表示数的进位制表示1 1、进位计数制的一般表达式:、进位计数制的一般表达式:N ND D=d=dn-1n-1aan-1n-1+d+dn-2n-2aan-2 n-2+d+d0 0aa0 0+d+d-1-1aa-1-1+一个a1进制的数转换成a2进制数的方法:先展开,然后按a2进制的运算法则求和计算。2 2、十六进制数转换成十进制数、十六进制数转换成十进制数1011.10101011.101
3、0B B=12=123 3+12+121 1+12+120 0+12+12-1-1+12+12-3-3=11.625=11.625DFC.8DFC.8H H=1316=13162 2+1516+15161 1+1216+12160 0+816+816-1-1=3580.5=3580.51.1 数和数制81.1 数和数制3 3、二进制与十六进制数之间的转换、二进制与十六进制数之间的转换24=16,四位二进制数对应一位十六进制数。3AF.23AF.2H H=00110011 10101010 11111111.00100010=1110101111.001=1110101111.001B B 3 A F 23 A F 2 1111101.111111101.11B B=01110111 11011101.11001100 =7D.C =7D.CH H 7 D C7 D C9 例例 1.391.39转换成二进制数转换成二进制数39=100111B2391(b0)2191(b1)291(b2)240(b3)220(b4)211(b5)04 4、十进制数转换成二、十六进制数、十进制数转换成二、十
4、六进制数 (1)1)整数转换法整数转换法“除基取余”:十进制整数不断除以转换进制基数,直至商为0。每除一次取一个余数,从低位排向高位。例例2.2082.208转换成十六进制数转换成十六进制数208=D0H16208余01613余13=DH01.1 数和数制101.1 数和数制(2)2)小数转换法小数转换法 “乘基取整”:用转换进制的基数乘以小数部分,直至小数为0或达到转换精度要求的位数。每乘一次取一次整数,从最高位排到最低位。例3.0.6250.625转换成二进制数转换成二进制数0.625 2 1.250 1 (b-1)2 0.5 0 0 (b-2)2 1.0 1 (b-3)0.625=0.101B111.1 数和数制例4.0.6250.625转换成十六进制数转换成十六进制数 0.625 16=10.0 0.625=0.AH例例5.208.625 5.208.625 转换成十六进制数转换成十六进制数 208.625=D0.AH12一、有符号数和无符号数的表示一、有符号数和无符号数的表示无符号数的表示:所有的数据位全部用来表示数值本身,n位无符号数表示的数的范围为02n1。带符号数的表示
5、:最高位表示数的正负符号,其他位表示数值。二、原码、补码和反码二、原码、补码和反码 1、原码、原码:原码的定义:最高位为符号位,0表示“+”,1表示“”,数值位与真值数值位相同;正数的原码表示:根据原码定义;“0”的原码表示:(0)原00000000,(0)原10000000;负数的原码表示:根据原码定义;n位二进制数原码的表示范围为(2n-11)-(2n-11)1.2 原码、补码、反码及其相应的运算法则13综上所述,原码和真值的关系如下式所示:例如:求例如:求 X=+105的原码的原码(X)原=01101001 求求 X=105的原码的原码(X)原=11101001原码表示简单直观,但0的表示不唯一,加减运算复杂,如果两个异号数相加或两个同号数相减就要做减法。1.2 原码、补码、反码及其相应的运算法则142、反码:、反码:正数的反码与其原码相同;负数的反码将其原码的数值部分取反,符号位仍为“1”;“0”的反码:“0”的反码有正负之分(0)原00000000,(0)原11111111;综上所述,原码和真值的关系如下式所示:n位二进制数原码的表示范围为(2n-1-1)-(2n-1-1);
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